головной мозг и кишечник
Неочевидная связь мозга и кишечника: как это влияет на здоровье
Тело человека удивительно. Даже самые стойкие люди со стальными нервами могут быть внешне невозмутимыми, но испытывать чувство, что живот свело или скрутило от стресса. В основе этого ощущения лежит работа огромной сети нейронов, расположенных в кишечнике.
Нервная система кишечника — зачем она нужна?
Как хронический стресс влияет на иммунитет (и кишечник)?
Почему кишечник бывает раздраженным?
Раздраженный кишечник — результат аномальных движений мышечных стенок желудочно-кишечного тракта, повышения чувствительности к боли и сложных взаимодействий между мозгом и желудочно-кишечным трактом.
Основные факторы риска этого состояния — стрессы, также свою роль играет неправильное питание (злоупотребление фастфудом, алкоголем), избыточный бактериальный рост в тонком кишечнике, перенесенные вирусные или бактериальные инфекции кишечника (инфекционные гастроэнтериты), курение, малоподвижный образ жизни.
Самые частые симптомы — спастические или колющие боли в животе (они, как правило, уменьшаются после похода в туалет и усиливаются перед едой), избыточное газообразование, вздутие живота, изменение формы стула, чередование периодов диареи и запоров. Эти признаки чаще усиливаются на фоне тревоги.
Как не ошибиться с диагнозом?
Нередко сложно отличить «раздраженный кишечник» от других более серьезных заболеваний кишечника, например, воспалительных. При двух этих состояниях есть сходные симптомы, однако это разные проблемы и лечение будет отличаться.
Существует несколько тревожных симптомов, на которые нужно обратить внимание и которых не бывает при «раздраженном кишечнике»: это повышение температуры тела, появление крови в кале, немотивированная потеря массы тела, появление симптомов ночью, постоянные сильные боли в животе. При их появлении необходимо обратиться на консультацию к гастроэнтерологу или терапевту.
Зачем нужна йога и диета Fodmap?
Учитывая сложные взаимосвязи между кишечником и мозгом и значительную роль стресса, к лечению раздраженного кишечника необходим комплексный подход. Конечно, нужно снизить уровень стресса. Например, с помощью физических упражнений, в том числе занятий йогой. Кроме повышения гибкости, асаны способствуют установлению более осознанной связи с телом. Мышцы и связки посылают сигналы в мозг, вызывая выработку эндорфинов. Это приводит не только к расслаблению мышц, но и к стабилизации эмоционального фона. Подобным образом действуют и медитации. Они позволяют уменьшить напряжение поперечно-полосатых и гладких мышц кишечника и снять общее напряжение.
Название произошло от первых букв продуктов, которые следует избегать: Fermentable (ферментируемые или сбраживаемые), Oligosaccharides (олигосахариды), Disaccharides (дисахариды), Monosaccharides (моносахариды) and Polyols (полиолы).
Диета разработана в Австралии и предполагает уменьшение количества различных природных сахаров, искусственных подсластителей. Эти вещества обладают свойством задерживать воду и ферментируются бактериями, во время этого процесса выделяется большое количество метана и углекислого газа, что приводит к метеоризму и болям в животе. Диета означает уменьшение в рационе:
Место этих продуктов в рационе занимают цитрусовые, дыня, маракуйя, ягоды, овощи (морковь, огурцы, капуста, тыква), крупы (гречневая, сорго, киноа), орехи, нежирные мясо, рыба, птица, яйца, безлактозное, миндальное или рисовое молоко, твердый сыр, фета, творог.
Залог успеха — комплексное лечение
Для достижения результатов при раздраженном кишечнике необходима медикаментозная поддержка. Поэтому целесообразен прием препаратов, снимающих спазм и координирующих работу гладкой мускулатуры кишечника. Важно, чтобы лекарство было селективным, то есть действовало именно в кишечнике, не влияя на другие системы организма.
Мозг и кишечник неразрывно связаны, и когда в кишечнике неполадки, это отражается на работе всего организма. Если раздраженный кишечник мешает жить, то это время задуматься о занятиях йогой, специальной диете и приеме препаратов, созданных как раз для его лечения. Таких, как Дюспаталин ® 135 мг. С ним Ваш кишечник невозмутим.
Регистрационный номер RUS237535, 05 ноября 2019 года.
Источники
Минушкин О.Н., Елизаветина Г.А., Ардатская М.Д. Лекарственная терапия функциональных расстройств кишечника и желчевыводящей системы, протекающих преимущественно с абдоминальными болями и метеоризмом. Клиническая фармакология и терапия. 2002;1:24-26.
Американские ученые обнаружили новые нейронные связи между желудком и мозгом
Взаимодействие мозга и желудка давно занимает гастроэнтерологов, которые регулярно советуют своим пациентам меньше нервничать. Однако большинство исследований последних лет были посвящены тому, как продукты и сопровождающие их на всем пути пищеварения микроорганизмы влияют на психологическое состояние человека. Обратная дорога «из головы в живот» до недавнего времени интересовала ученых гораздо меньше.
Между тем рак желудка занимает второе место в рейтинге смертности от онкологических заболеваний. Число пациентов, страдающих от язв, с каждым годом растет. В США это каждый десятый, в России цифры похожие: язвы наблюдаются у 7-10% населения. Врачи предполагают, что среди носителей бактерии Helicobacter pilori, вызывающей заболевание, примерно половина жителей Земли.
Уникальность этого микроорганизма в том, что он способен выжить в кислой среде желудка, однако никакой пользы его наличие человеку не приносит. Вначале бактерия может повредить слизистую, защитную оболочку желудка, и тем самым вызвать гастрит. На следующем этапе — пробраться дальше. Тогда пациенту приходится лечить язву, а иногда и рак. При этом в большинстве случаев Helicobacter ведет себя довольно спокойно и никак о себе не заявляет. До недавнего времени ученые не понимали, какие факторы влияют на ее поведение и из-за чего она вдруг начинает вести себя агрессивно.
Считалось, что развитие заболеваний ЖКТ зависит от иммунитета. Среди других причин врачи выделяли стресс. В частности, некоторые исследователи называли верными спутниками язвенных колитов депрессию и тревожность. Однако проследить все этапы взаимодействия между головой и желудком ученым так и не удавалось. И вот наконец специалисты Института мозга Питтсбургского университета Питер Стрик и Дэвид Левинталь обнаружили нейронные пути, которые соединяют мозг с желудком.
На исследование их вдохновили опыты российского академика Ивана Павлова. Как известно, подопытные собаки Павлова после определенных тренировок могли вырабатывать желудочный сок при виде зажженной лампочки или поступлении звукового сигнала.
Стрик и Левинталь пришли к выводу, что если центральная нервная система использует сигналы окружающей среды и прошлый опыт, чтобы генерировать реакции, которые способствуют эффективному пищеварению, то можно запустить этот механизм в обратную сторону и понять, что мешает организму спокойно перерабатывать пищу.
Для того чтобы найти области мозга, которые контролируют ЖКТ, исследователи использовали штамм вируса бешенства, который они ввели в желудок крысы. Ученые обнаружили, что пути парасимпатической нервной системы ведут из желудка в островковую долю мозга. Она отвечает за моторику не только рук и ног, но и желудка, а также за эмоции и принимает участие в психопатологических процессах.
«Желудок отправляет сенсорную информацию в мозг. Тот перерабатывает ее и отвечает инструкциями, которые отправляются обратно в ЖКТ, — объясняет профессор Стрик. — Это означает, что процессы в области живота формируются не только за счет сигналов, поступающих из желудочно-кишечного тракта, но и за счет внешних воздействий на островковую долю мозга».
В то же время в состоянии стресса, когда организм мобилизуется под воздействием угрозы, информация по путям центральной нервной системы передается в желудок и оттуда возвращается обратно в мозг, но уже в другой отдел, первичную моторную кору. Этот участок контролирует скелет и мышцы, которые двигают тело.
Открытие нервных путей, которые соединяют мозг и желудок, может дать новое понимание общих расстройств ЖКТ. Например, бактерия Helicobacter pylori обычно вызывает образование язвы, но сигналы из мозга могут влиять на рост микроорганизмов. Получается, что мозг способен регулировать выработку желудочного сока, создавая более или менее благоприятную среду для размножения опасной бактерии. Это же может касаться синдрома раздраженного кишечника, который нередко сопровождают нервные расстройства, стрессы и депрессии. Пока что неизвестно, какое из заболеваний провоцирует развитие другого. Левинталь и Стрик надеются, что их открытие поможет разработать новые методы лечения заболеваний ЖКТ.
Связь кишечника с мозгом: как это работает и роль питания в этом процессе
У вас когда-нибудь было ощущение бабочек в животе?
Эти ощущения, исходящие от вашего живота, предполагают, что ваш мозг и кишечник связаны. Более того, последние исследования показывают, что ваш мозг влияет на здоровье вашего кишечника, а ваш кишечник тоже может влиять на здоровье вашего мозга. Система связи между вашем кишечником и мозгом называется осью кишечника и мозга.
Эта статья посвящена исследованию оси кишечника и пищи, полезной для ее здоровья.
Как связаны кишечник и мозг?
Ось кишечник-мозг — это термин для коммуникационной сети, которая соединяет ваш кишечник и мозг. Эти два органа связаны как физически, так и биохимически разными способами.
Блуждающий нерв и нервная система
Нейроны — это клетки вашего мозга и центральной нервной системы, которые говорят вашему телу, как себя вести. В человеческом мозге около 100 миллиардов нейронов.
Интересно, что ваш кишечник содержит 500 миллионов нейронов, которые связаны с вашим мозгом через нервы в вашей нервной системе.
Блуждающий нерв — один из самых больших нервов, соединяющих ваш кишечник и мозг. Он посылает сигналы в обоих направлениях.
Например, в исследованиях на животных стресс подавляет сигналы, передаваемые через блуждающий нерв, а также вызывает желудочно-кишечные проблемы.
Аналогично, одно исследование на людях показало, что у людей с синдромом раздраженного кишечника (СРК) или болезнью Крона был снижен тонус блуждающего нерва, что указывает на снижение функции блуждающего нерва.
Интересное исследование на мышах показало, что кормление их пробиотиком снижает количество гормона стресса в их крови. Однако, когда их блуждающий нерв был разрезан, пробиотик не оказывал эффекта.
Это говорит о том, что блуждающий нерв важен для оси кишечника и его роли в стрессе.
Нейромедиаторы
Ваш кишечник и мозг также связаны с помощью химических веществ, называемых нейротрансмиттерами (нейромедиаторами).
Нейротрансмиттеры производят в мозгу контроль чувств и эмоций.
Например, нейротрансмиттер серотонин способствует ощущению счастья, а также помогает контролировать ваши внутренние часы.
Интересно, что многие из этих нейротрансмиттеров также вырабатываются вашими кишечными клетками и триллионами микробов, живущих там. Большая часть серотонина также вырабатывается в кишечнике.
Ваши кишечные микробы также вырабатывают нейротрансмиттер, называемый гамма-аминомасляной кислотой (ГАМК), который помогает контролировать чувство страха и тревоги.
Исследования на лабораторных мышах показали, что некоторые пробиотики могут увеличивать выработку ГАМК и снижать тревожность и поведение, подобное депрессии.
Кишечные микробы производят и другие химические вещества, которые влияют на мозг
Триллионы микробов, которые живут в вашем кишечнике, также производят и другие химические вещества, которые влияют на работу вашего мозга.
Ваши кишечные микробы производят много короткоцепочечных жирных кислот (SCFA), таких как бутират, пропионат и ацетат.
Они делают SCFA, переваривая клетчатку. SCFA влияет на функцию мозга несколькими способами, и одним из них является снижение аппетита.
Одно исследование показало, что потребление пропионата может снизить потребление пищи и снизить активность мозга, связанную с получением выгоды от высокоэнергетической пищи.
Другой SCFA, бутират и микробы, которые его производят, также важны для формирования барьера между мозгом и кровью, который называется гематоэнцефалическим барьером.
Кишечные микробы также метаболизируют желчные кислоты и аминокислоты с образованием других химических веществ, которые влияют на мозг.
Желчные кислоты — это химические вещества, вырабатываемые печенью, которые обычно участвуют в поглощении пищевых жиров. Тем не менее, они также могут повлиять на мозг.
Два исследования на мышах показали, что стресс и социальные расстройства уменьшают выработку желчных кислот бактериями кишечника и изменяют гены, участвующие в их производстве.
Кишечные микробы влияют на воспаление
Ваша ось кишечника и мозга также связана и с иммунной системой.
Кишечник и кишечные микробы играют важную роль в вашей иммунной системе и воспалении, контролируя то, что попадает в организм, а что выводится из организма.
Если ваша иммунная система работает слишком долго, это может привести к воспалению, которое связано с рядом заболеваний мозга, таких как депрессия и болезнь Альцгеймера.
Липополисахарид (ЛПС) — это воспалительный токсин, вырабатываемый некоторыми бактериями. Он может вызвать воспаление, если слишком большое его количество попадает из кишечника в кровь.
Это может произойти, когда кишечный барьер становится проникаемым, что позволяет бактериям и ЛПС проникать в кровь.
Воспаление и высокий уровень ЛПС в крови были связаны с рядом заболеваний мозга, включая тяжелую депрессию, деменцию и шизофрению.
Резюме: Ваш кишечник и мозг связаны физически через миллионы нервов, а главное — блуждающий нерв. Кишечник и его микробы также контролируют воспаление и вырабатывают много различных соединений, которые могут повлиять на здоровье мозга.
Пробиотики, пребиотики и ось кишечник-мозг
Кишечные бактерии влияют на здоровье мозга, поэтому изменение здоровья кишечных бактерий может улучшить здоровье вашего мозга.
Пробиотики — это живые бактерии, которые прносят пользу для здоровья. Однако не все пробиотики одинаковы.
Пробиотики, которые воздействуют на мозг, часто называют «психобиотиками».
Было показано, что некоторые пробиотики уменьшают симптомы стресса, тревоги и депрессии.
Одно небольшое исследование людей с синдромом раздраженного кишечника и легкой или умеренной тревогой, или депрессией, показало, что прием пробиотика под названием Bifidobacterium longum NCC3001 в течение шести недель значительно улучшил симптомы.
Пребиотики, которые обычно представляют собой волокна, ферментирующиеся бактериями кишечника, также могут влиять на здоровье мозга.
Одно исследование показало, что прием пребиотика под названием галактоолигосахариды в течение трех недель значительно уменьшил количество гормона стресса в организме, который называется кортизолом.
Резюме: Пробиотики, которые влияют на мозг, также называют психобиотиками. Было показано, что пробиотики и пребиотики снижают уровень тревоги, стресса и депрессии.
Какие продукты помогают оси кишечник-мозг?
Несколько групп продуктов особенно полезны для оси кишечника и мозга.
Вот некоторые из наиболее важных:
Резюме: Ряд продуктов, таких как жирная рыба, ферментированные продукты и продукты с высоким содержанием клетчатки, могут помочь увеличить количество полезных бактерий в кишечнике и улучшить здоровье мозга.
Итог
Ось кишечник-мозг относится к физическим и химическим связям между вашим кишечником и мозгом.
Миллионы нервов и нейронов проходят между вашим кишечником и мозгом. Нейротрансмиттеры и другие химические вещества, вырабатываемые в вашем кишечнике, также влияют на ваш мозг.
Регулируя типы бактерий в кишечнике, можно улучшить здоровье своего мозга.
Жирные кислоты омега-3, ферментированные продукты, пробиотики и другие продукты, богатые полифенолами, могут улучшить здоровье вашего кишечника, что может также помочь оси кишечника и мозга.
Этот блог не предназначен для обеспечения диагностики, лечения или медицинских советов. Информация на этом блоге предоставлена только в информационных целях. Пожалуйста, проконсультируйтесь с врачом о любых медицинских и связанных со здоровьем диагнозах и методах лечения. Информация на этом блоге не должна рассматриваться в качестве замены консультации с врачом. Заявления, сделанные о конкретных товарах в статьях этого блога не подтверждены для лечения, диагностики или предотвращения болезней.
Мозг и кишечник
Во многих языках мира можно найти пословицы или фразы о связи эмоций (того, что происходит на уровне головного мозга) и кишечника: «чувствую нутром», «я его/ее не перевариваю», «меня от этого тошнит», «он сидит у меня в печенках». Определение «желчный человек» используется при описании собеседника, вызывающего неприятные эмоции.
Анатомия и физиология
Сигналы о состоянии внутренних органов и среды организма передаются в мозговые структуры: ретикулярную формацию, таламус и кору больших полушарий головного мозга от нейронов, расположенных в спинном мозге. Нейрон спинного мозга имеют интегрирующую функцию. Он одновременно получает сигнал от внутреннего органа (внутренняя среда), и от нейронов кожной чувствительности (от внешней среды). Именно поэтому неблагополучие в желчном пузыре может вызывать повышенную кожную чувствительность справой стороны тела. А также это объясняет почему физиотерапевтическое воздействие или горчичник может оказывать положительное влияние на снижение неприятных ощущений в определенном внутреннем органе.
Коммуникация кишечника и мозга
В последнее десятилетие особое внимание привлечено к кишечнику, стенки которого, как выяснилось, выстланы сотнями миллионов нервных клеток и глии. Эти клетки расположены в виде скоплений или ганглиев, объединённых в сложную сеть, которая относится к метасимпатической системе. Можно сказать, что это наш «второй мозг», «кишечный мозг» или энтеральная нервная система, по сложности и взаимодействию внутри системы сравнимый со спинным мозгом. Для обмена информацией, «кишечный мозг» использует боле 30 медиаторов, осуществляет интеграцию поступающей информации от симпатической и парасимпатической систем, осуществляет коммуникацию между отдельными органами, и передает информацию в головной мозг по тем путям, о которых я уже рассказала выше.
Может ли кишечник и мозг «разговаривать» напрямую?
Расположенные в слизистой оболочке кишечника энтероэндокринные клетки продуцируют гормоны и пептиды, которые координируют работу всего ЖКТ, стимулируют пищеварение и подавляют голод. Пептиды способны достигать рецепторов вдали от места их высвобождения, не накапливаются в тканях, имеют отношение к коммуникации кишечника и мозга, участвуют в регулировании приема пищи, моторики, секреции, воспалительной реакции и защита слизистой оболочки. Кроме того, в 2010 году ученый из университета Дюка в Северной Каролине обнаружили, что энтероэндокринные клетки имеют выступы, похожие на ступни, которые напоминают синапсы и могут образовывать синаптическую связь с нейронами блуждающего нерва и передавать информацию в головной мозг напрямую за считаные миллисекунды.
Кишечная микрофлора и мозг взаимодействуют?
В физиологических условиях молекулы размером с белок не могут проходить через кишечный эпителий, и сигнализация происходит опосредовано, например через энтероэндокринные клетки. Но некоторые достаточно маленькие молекулы могут преодолевать кишечный барьер и напрямую стимулировать афферентные нейроны кишечной нервной системы, чтобы посылать сигналы в мозг через блуждающий нерв. Бактериальные белки могут перекрестно реагировать с человеческими антигенами и стимулировать дисфункциональные реакции иммунной системы. Микробиота влияет на медленный сон, вырабатывая цитокины, вызывающие воспаления, и увеличивает количество кортизола, что приводит к подавленному настроению, усилению тревожности. Бактериальные ферменты могут продуцировать нейротоксические метаболиты. Даже полезные метаболиты могут проявлять если их слишком много могут проявлять нейротоксичность. Доказано влияние микробиоты на развитие болезни Альцгеймера, Паркинсона, рассеянного склероза, депрессии и тревожных расстройств.
Стресс и кишечник
Поскольку коммуникация мозга и кишечника идет в обоих направлениях, то стресс или негативные эмоции такие как беспокойство, печаль, депрессия, страх и гнев, могут влиять ЖКТ. Стресс может ускорять или замедлять перистальтику (сокращения) желудочно-кишечного тракта и содержимого в нем. Стресс усиливает чувствительность кишечника к болевым сигналам, способствует возникновению воспаления в кишечнике, что облегчает проникновение бактерий и их метаболитов через слизистую оболочку кишечника, запуская местное воспаление и иммунный ответ. Стресс может вызвать дисбиоз кишечника. Из-за изменения моторики могут накапливаться продукты распада, меняющие состав микрофлоры. Негативные изменения в системе желудочно-кишечного тракта могут отразиться на мозге, создавая порочный круг. Например, усиление воспаления кишечника и изменения микробиома кишечника могут способствовать развитию хронической усталости, сердечно-сосудистым заболеваниям и депрессии.
Вывод
Мозг и кишечник очень тесно взаимодействуют на разных уровнях. Причём состояние кишечника напрямую влияет на наше настроение, и является причиной различных психологических расстройств. Ученые обнаружили, что определенные диеты или употребление некоторых продуктов питания могут приводить к восстановлению нормальной микрофлоры. Эти диетические изменения, в свою очередь, уменьшают воспаление кишечника и могут помочь уменьшить системные симптомы, такие как усталость или депрессия, а также риск сердечно-сосудистых заболеваний. В то же время методики направленные на снижение стресса и стабилизацию работы мозга позволяют снизить негативное влияние на ЖКТ и помогают создать условия для развития и поддержания оптимального состава микробиоты. Поэтому такие методы как био- и нейрофидбэк, психотерапия, тренировки на релаксацию позволяют восстановить баланс в система мозг-кишечник и позволяют вам чувствовать себя лучше.
Ольга Кара, кандидат биологических наук, нейробиолог, практикующий психолог-психоаналитического направления, научный консультант клиники x-clinic (Россия), руководитель компании O-Brain Research and Сonsulting (Brain Fitness BFC), Финляндия.
Влияние кишечной микробиоты на функции мозга и нервную систему
Кишечный микробиом и нервная система. Взаимосвязь с функциями мозга 
ОСЬ «КИШЕЧНИК-МОЗГ»
Ось кишечник–мозг-это биохимическая сигнализация, которая происходит между желудочно-кишечным трактом (ЖКТ) и центральной нервной системой (ЦНС).
Микробиота кишечника (иначе, микрофлора), которую часто теперь называют “вторым геномом” и “вторым мозгом”, может влиять на наше настроение и память…
Автор статьи: Джейн Фостер (Jane Foster)
Статья: Gut Feelings: Bacteria and the Brain
По теме также см.:
Примечание редактора статьи в оригинале: ось “кишечник-мозг” – воображаемая связная линия и один из новых горизонтов комплекса нейронаук. Микробиота кишечника (иначе, микрофлора), которую часто теперь называют “вторым геномом” и “вторым мозгом”, может влиять на наше настроение посредством механизмов, которые ученые только начинают понимать. И, в отличие от генов, которые мы наследуем, микрофлору можно изменить и даже вырастить. По мере того, как исследования переходят с мышей не людей, мы получаем все больше понимания связей микрофлоры с нашим мозгом, становятся видны важные связи с ментальным (или душевным) здоровьем.
Я ученый, и частенько даже в разговорах с соседями проскальзывает что-то из последних достижений в нейронауках. И в последние несколько лет я заметила, что все больше людей интересуется микрофлорой – микроорганизмами, заселяющими наш организм, наши органы. Последние 10 лет я занята в той области науки, где мы разрабатываем новые предположения о том, каким образом кишечная микрофлора влияет на функции мозга. Сейчас об этом пишут уже и в прессе, в том числе в New York Times (перевод этого материала есть на сайте ECOWAYS, см. Таг «микрофлора») и в National Geographic. В 2012 году редакторы журналa Science посчитали эти исследования достаточно важными, чтобы посвятить этой теме целый номер.
The Gut-Brain Axis
Почему мы считаем эту тему настолько захватывающей? Для начала, повысился уровень осознанности в питании: мы все ближе к признанию того, как непосредственно питание и выбор рациона влияют на наше здоровье. Ну и кроме того, взгляните на цифры! Мозг состоит из миллиардов нейронов, а в кишечнике – триллионы “хороших” бактерий, но о них мы говорим намного реже. Примечательно, что именно эти бактерии, естественным образом в нас попавшие, всегда присутствующие наши “симбионты” (дружественные бактерии, чья жизнедеятельность приносит пользу носителю) могут оказаться инструментом или средством, влияющим на развитие нашего мозга, на формирование нашего поведения и реакций на стресс, влияющим на то, как наш организм принимает лечение (например, лекарства от депрессии или тревожности).
Учитывая такие серьезные эффекты на душевное здоровье, в научной среде тема взаимного влияния этой условно вечной связке притягивает все больше внимания. Меня не перестает впечатлять, какие изобретательные методы придумывают мои коллеги для того, чтобы продвинуться в своей исследовательской работе, особенно для того, чтобы стало возможно исследовать, как микрофлора может влиять на мозг и иммунную систему в первые годы жизни. И вот буквально на прошлой неделе ученые из UCLA обнаружили, что регулярное употребление йогурта с живыми пробиотиками (то есть, содержащего “хорошие” бактерии), похоже, влияет на то, как работает мозг у женщин.
Причины и следствия
Ученые признали связь между мозгом и кишечником уже больше ста лет назад: уже в начале XIX века, и потом снова, в начале XX, было доказано, что эмоциональное состояние человека может оказывать влияние на работу его кишечника (1-3) Один из лучших тому примеров – работа Уильяма Бомонта (William Beaumont), военного хирурга, который прославился как “отец гастрофизиологии” (гастроэнтерологии). В 1830х у него появилась возможность наблюдать за секрецией желудочных соков через фистулу (постоянное сквозное отверстие в желудок больного). А в первом десятилетии XX века рассматривали воздействие стресса на организм и здоровье человека и обнаружили связи между качеством реакции человека на стресс и тем, как работал кишечник. Это классическое понимание вертикальной системы контроля (то есть, что мозг влияет на функционирование остальных органов, включая кишечник) подкрепляется тем фактом, что команды от мозга телу, включая команды кишечнику, передаются через нервные связи вегетативной нервной системы и через гуморальные системы в кровеносном русле. Оба этих канала коммуникации активизируются в моменты стресса и оказывают влияние на работу пищеварительной системы. Удивительным и новым в этой истории является то, что теперь начали рассматривать обратную зависимость, “снизу вверх” — то есть, обнаружили, что кишечник, а точнее, кишечная микрофлора, может влиять на работу мозга. Недавно ученые доказали, что присутствие кишечной микрофлоры на раннем этапе развития влияет на топологию нейронов (совокупность свойств целых участков головного мозга), связанную с тревожностью и депрессивными состояниями. Кишечную микрофлору связывают со специфическим поведением, стрессом и заболеваниями, связанными со стрессом. Изменения в кишечной микрофлоре могут влиять на риск развития заболеваний, а управление микрофлорой может стать новым методом вмешательства в ситуациях, уже достигших клинической стадии (в области аффективных и тревожных расстройств).
Картина изнутри
Нормальная симбионтная (дружественная) микрофлора заселяет кишечник млекопитающих и другие внутренние области тела вскоре после рождения и сохраняется в организме на протяжении всей жизни. У человека в толстом кишечнике (в нижних отделах) содержится бактерий от 10 в 14-й до 10 в 15-й степени, то есть, в кишечнике в 10, а то и в 100 раз больше бактерий, чем вообще клеток в нашем организме (4).
Сосуществование симбионтной микрофлоры и ее носителя, по большей части, взаимовыгодно. В частности, присутствие симбионтов принципиально для функционирования нашей иммунной системы, переработки питательных веществ и для других аспектов здоровой физиологии… (5, 6) Используя самые современные инструменты для изучения генетики и тканей организма на молекулярном уровне, ученые смогли продемонстрировать, что в кишечнике представлены несколько типов бактерий, и что симбионтные популяции характеризуются большим разнообразием: можно выделить до тысячи разных видов (7) В дополнение к этому, на формирование индивидуальной микрофлоры постоянно влияют такие факторы как пол, генетика, возраст, тип питания (8, 9) У здоровых людей бактериологическое разнообразие существенно больше, но при этом, изучая микрофлору таких людей в разные моменты времени (с промежутком в несколько месяцев, можно увидеть, что состав едва ли меняется. (4, 10, 12) А вот в стрессовых ситуациях или в ответ на физиологические или диетические изменения, микрофлора может сама измениться, создавая дисбаланс во взаимодействии между микрофлорой и ее носителем. И такие изменения могут влиять на состояние здоровья человека.
Вижу свет!
Кишечная микрофлора очень важна для здорового развития мозга. Например, она может влиять на развитие отделов мозга, в которых формируется реакция на стресс – в областях, контролирующих состояния, вызванные стрессом, такие как тревожность или депрессия. В попытке понять эти взаимоотношения ученые так и сяк формируют микрофлору у мышей: в изоляторах выращиваются специальные, “стерильные” мыши с полностью отсутствующей микрофлорой и затем на них делаются различные бактериальные замеры.
Содержание в изоляторе исключает любой контакт с внешним воздухом, любыми примесями или симбионтными бактериями “извне”. Затем проводятся стандартные опыты для изучения изменений в поведении: замеряется уровень активности, любознательности, тенденции избегать контактов. У мышей есть природная склонность к исследованию своего ареала, но при этом они всегда стараются избегать открытых и ярко освященных мест. Их поведение испытывают в специальном “лабиринте”, сконструированном так, чтобы у мышей были варианты как проявлять свой исследовательский интерес. Когда обычная (“контрольная”) мышь попадает в этот лабиринт, она старается исследовать оба “рукава”, которые тянутся в обе стороны от зоны, в которую ее изначально “сажают”, по центру. При этом, мышь стремится больше времени провести, исследуя закрытый, затемненный рукав. Когда в лабиринт помещают стерильную мышь, она стремится значительно больше времени провести в освещенном рукаве. И это ведет к предположению, что без микрофлоры меньше проявляется тревожность, т.к. стерильные мыши проводят больше времени в “опасной” зоне лабиринта. (13, 14)
Для другого теста по наблюдению за поведением используют короб, в котором одна из частей затемнена, а вторая открыта свету. Контрольная мышь исследует обе зоны, но больше внимания уделяет затемненной. Стерильные мыши дольше изучают светлую область, снова демонстрируя, что мыши без кишечной микрофлоры меньше подвержены тревожности, потому что светлая область для мышей в эксперименте считается стрессовой, но стерильных мышей это не тревожит.
Наблюдая за стерильными мышами исследователи смогли выяснить, есть ли какие-то определенные этапы в жизни мыши, когда взаимодействие между мозгом и кишечной микрофлорой особенно важно. Стерильных мышей помещали в обычные для мышей условия в разном “возрасте” (на разных этапах их развития) и обнаруживалось, что их кишечник при этом колонизируют типичные популяции бактерий. Это же отразилось и в нормализации недоразвитой иммунной системы, свойственной стерильным мышам. Когда взрослых стерильный особей “подвергали” колонизации нормальными бактериями, они продолжали демонстрировать пониженный уровень тревожности, и это предполагает, что отсутствие микрофлоры на ранних этапах развития имеет постоянный эффект на то, как мозг регулирует состояние тревожности и поведенческие проявления, связанные с исследовательским импульсом. (14, 16)
В противоположность, когда микрофлорой заселяли стерильных мышей на ранних этапах их жизни (молодняк, либо особей, недавно достигших зрелости) и затем тестировали их уже на этапе их зрелости, как правило, мыши демонстрировали обычные уровни подверженности стрессу и тревожности в стрессовых ситуациях, (13, 15) и это предполагает, что микрофлора влияет на то, как формируется мозг на ранних этапах жизни.(17)
Помимо исследований на мышах, ученые использовали антибиотики для оказания влияния на микрофлору. Было доказано, что присутствие антибиотиков в питьевой воде приводит к сокращению популяций бактерий у мышей и к сокращению разнообразия внутри этой популяции. (18) Тесты показали, что как стерильные мыши, так и получавшие антибиотики в течение недели, демонстрировали повышение любознательности (активизацию исследовательского поведения) и уменьшение проявлений тревожности. Это наблюдение связали с изменениями в микрофлоре. (19) Спустя две недели после окончания недели на антибиотиках и качество микрофлоры и поведение восстанавливались до обычных показателей, и это предполагает, что временные изменения в микрофлоре могут влиять на поведение.(19)
Правильными путями
Установив взаимосвязи между кишечной микрофлорой, мозгом и поведением, интересно поразмышлять о том, каким, собственно, образом, микрофлора “общается” с мозгом. Разумеется, классическая теория такова, что нервные соединения передают в мозг сигналы от нервных окончаний (периферическая нервная система), а в частности задействуется т.н. блуждающий нерв, который передает сигналы в мозг из кишечника. Доказательства того, что бактерии в кишечнике могут действовать, посылая сигналы, пользуясь этой связкой, иллюстрируются следующим экспериментом: мышам “подсаживали” патогенные бактерии, такие как Citrobacter rodentium и Campylobacter jejuni, и это активировало “канал коммуникации”, связанный с блуждающии нервом и соответствующие области в мозгу.(20, 21)
В этом исследовании выяснилось, что активация нейронов в гипоталамусе проходила более интенсивно, когда мышам давали патогенные бактерии, и это приводило к более активному периферийному иммунному ответу. Из этого можно вывести, что и периферийные нервные окончания и иммунные молекулы в крови, передающие сигналы, могут способствовать коммуникации между кишечником и мозгом. (23) Гипоталамус – автономный контрольный центр нервной системы, и есть весомые доводы в пользу того, что психологические, физиологические и патологические проблемы могут активировать гипоталамус и запускать “стрессовую реакцию”. Поражает, что канал связи между кишечной микрофлорой и мозгом также ведет к активации этой же, важнейшей, области в мозгу.
Эта работа определяет как связь между кишечником и мозгом устанавливается на нейронном уровне, но есть и другой важный канал коммуникации – иммунная система. В ней можно назвать две составляющие: собственно врожденная иммунная система и адаптивная – приобретенный иммунитет. У стерильных мышей адаптивная иммунная система не развита. Поскольку кишечная микрофлора играет ключевую роль в развитии иммунитета, можно считать, что у стерильных мышей воспалительные процессы всегда тихие. Когда мы рассматриваем связь между воспалением и тревожным поведением, мы можем наблюдать, что низкая тревожность обнаруживается там же, где и воспалительные процессы не выражены сильно, а вот более сильное воспаление ведет к повышению тревожности.(17)
Например, инфицирование мышей паразитом Trichuris muris ведет к воспалению в кишечнике и возрастанию уровня тревожности.(24) В дополнение к этому, химически спровоцированное воспаление (колит) также приводит к повышению тревожности.(24) В тех же исследованиях предоставляются и доказательства в пользу того, что микрофлора выступает в роли модулятора этой тревожности в поведении, связываемой с иммунной реакцией: в отчетах говорится, что “лечение” пробиотической культурой Bifidobacterium longum уменьшало эту тревожность.(24,25) (См. также: Бифидобактерии B. longum как психобиотики ). Эти наблюдения предполагают, что назначение пробиотиков может оказаться перспективным при лечении воспалительных процессов или связанных с ними симптомами “тревожности”.
Бактерии-симбионты играют важную роль, обеспечивая здоровье кишечника, а в стрессовых ситуациях или во время болезни повышенная проницаемость кишечника может способствовать усилению воспаления.(26), Повышенная проницаемость стенок кишечника (часто такое состояние называют “синдром дырявой кишки” может привести к переносу бактерий за пределы кишечного тракта во “внешнюю” среду.
Это дополнительный путь, который микробиота (микрофлора) и патогенные бактерии могут использовать для коммуникации с мозгом, где каналом коммуникации становится иммунная система, либо это происходит за счет активизации нейронов локальной вегетативной нервной системы. Она, в свою очередь, является частью автономной (общей вегетативной) нервной системы, базирующейся в кишечнике и ответственной за перистальтику и нормальное осуществление остальных функций кишечника. (28) Это обширная сеть нейронов, выступающих первым звеном в контакте между микрофлорой кишечника и мозгом, они – важный компонент в связке мозг-кишечник.
Фактор стресса
Один из самых распространенных признаков депрессии – расстройство в работе системы, отвечающий за ответную реакцию на стресс, опирающееся на “ось” гиполатамус-надпочечники.(29) Как уже говорилось выше, в ответ на физиологический, психологический или патологический раздражитель, нейроны в гипоталамусе активируются и отправляют в гипофиз сигнал, призывающий вбросить в кровь адренокортикотропный гормон, который, в свою очередь, активирует надпочечники, чтобы они срочно выпустили гормон стресса – кортизол. Такой “стрессовый ответ” – часть нормального процесса, но при депрессии он часто запускается слишком быстро или, иногда, наоборот, реакция слишком вялая. (29) Одно из первых исследований, рассматривающих связь стресса и микрофлоры показало, что у стерильных мышей стрессовая реакция излишне интенсивная.(23) А другое, более свежее исследование показало, что подверженность стрессу крыс “в юности” вызывает нарушения в составе микрофлоры и ведет к более интенсивным стрессовым реакциям в зрелости.(30) Важно, что в этом исследовании обнаружили: если крысятам давать пробиотик (бактерии Lactobacillus sp) это нормализует уровень гормонов стресса.(30) Стресс на ранних этапах жизни ведет к более депрессивному поведению у зрелых крыс. Другое похожее исследование показало, что если крысиному молодняку, подверженному стрессу, давать пробиотики (бактерии Bifiodo infantis), то уменьшаются признаки депрессии в зрелости.(31)
Вместе эти исследования наводят на вывод о том, что нужно признать связь между дисбалансом микрофлоры (дисбактериозом), изменениями в поведении в связи с влиянием стресса и стрессовой реакцией. Также напрашивается вывод, что использование пробиотиков может быть эффективно в лечении симптомов, связанных со стрессом.
На данный момент проведено мало исследований, которые бы связывали стресс и микрофлору у людей. Отсутствуют данные о прямой взаимосвязи состава микрофлоры и депрессивных расстройств или состояний тревожности. Наиболее перспективная из клинических работ демонстрирует, что применение пробиотиков у людей может иметь антидепрессивный и успокоительный эффект. Есть исследование, в ходе которого здоровым людям 30 дней давали пробиотики. Испытуемых просили ответить на ряд вопросов, чтобы определить эффекты: внимание обращалось на стрессоустойчивость, тревожность, симптомы депрессии, потенциал для противостояния стрессу. Результаты показали, что те, кто получал пробиотики, демонстрировали меньшую подверженность стрессу, чем контрольная группа.(32) В другом исследовании ученые смогли продемонстрировать, что здоровые люди с плохим настроением в начале эксперимента демонстрировали улучшение настроения после приема пробиотиков в течение трех недель. (33) И наконец, в клиническом исследовании людей с синдромом хронической усталости применение пробиотиков на протяжении 2,5 месяцев привело к уменьшению симптомов, связанных с тревожностью.(34) Эти работы демонстрируют, что современные клинические исследования подтверждают важную роль микрофлоры в формировании тревожности и депрессивных состояний. Также они демонстрируют потенциал лечения пробиотиками.
Перспективы
Нет никаких сомнений, что в последние десять лет исследования установили однозначную связь между микрофлорой кишечника и функциями мозга у мышей. Благодаря этим работам мы поняли, что:
Литература:
Будьте здоровы!
ССЫЛКИ К РАЗДЕЛУ О ПРЕПАРАТАХ ПРОБИОТИКАХ